飛思卡爾Kinetis V系列MCU簡化下一代電機控制和數(shù)字功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用

基于ARM® Cortex®-M處理器的飛思卡爾新Kinetis V系列MCU和Kinetis電機套件使電機控制應(yīng)用的開發(fā)更靈活、更快速、更經(jīng)濟高效

飛思卡爾半導(dǎo)體繼續(xù)拓展其業(yè)內(nèi)最廣泛的ARM微控制器(MCU)組合，推出了新Kinetis V系列的第一批產(chǎn)品家族。該系列針對電機控制和數(shù)字功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用進行了優(yōu)化。為了完善Kinetis V系列，飛思卡爾還推出了Kinetis 電機套件(Motor Suite)，這是一個捆綁型支持工具，有助于最大限度地提高電機效率，同時降低開發(fā)成本、加快產(chǎn)品上市。

現(xiàn)代傳感器電機控制和無傳感器電機控制對于MCU的要求很高，在處理一般應(yīng)用任務(wù)的同時還需要精確的速度和位置測量。MCU必須能夠支持一系列控制算法 –從入門級的BLDC到高級的PMSM 和ACIM控制回路–并提供高速/高分辨率的ADC和PWM，實現(xiàn)快速、準確的信號捕捉和響應(yīng)。開發(fā)人員還必須使用直觀的軟件工具，讓他們能快速高效地創(chuàng)建、調(diào)整和實施其控制算法。

Kinetis V系列的快速信號采集和處理能力，加上直觀的Kinetis 電機套件，可提供一個統(tǒng)一的軟硬件平臺，用于開發(fā)可擴展的、經(jīng)濟高效的電機控制系統(tǒng)。采用Kinetis V系列，無論是低端池泵的設(shè)計人員還是高級機器人的設(shè)計人員，現(xiàn)在都可以利用這種最新的發(fā)動機技術(shù)所帶來的更高的效率、更安靜的運行、更具可靠性等優(yōu)勢。

飛思卡爾高級副總裁兼微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Geoff Lees 表示：“憑借飛思卡爾逾20年的電機控制處理器專長，以及我們在這些市場極佳的聲譽，Kinetis路線圖的下一步順理成章就是針對電機控制和數(shù)字功率。Kinetis V系列出色的性能/價格比、量身定制的外設(shè)和捆綁型Kinetis 電機套件，使開發(fā)人員比以前更快、更容易進行高效的設(shè)計。”

Kinetis V系列MCU和新的Kinetis 電機套件軟件將于4月8-11日在德克薩斯州達拉斯市召開的飛思卡爾美國技術(shù)論壇(FTF)上展示。

Kinetis KV4x，KV3x 和KV1x MCU

KV4x家族是現(xiàn)有V系列的旗艦產(chǎn)品，針對數(shù)字電源轉(zhuǎn)換設(shè)計，以及需要高度動態(tài)控制的PMSM和ACIM。旨在實現(xiàn)最佳性能的KV4x MCU將一個150 MHz ARM Cortex-M4處理器與浮點單元整合，通過一個128位寬的接口執(zhí)行高達256 KB 的閃存，盡可能縮短CPU等待狀態(tài)。通過30個計時器通道(其中高度靈活的eFlexPWM提供12個)，KV4x家族器件提供多個三相電機驅(qū)動功能，支持死區(qū)時間插入，PWM的互補配對，半周期重新加載和故障檢測。對于無傳感器電機控制速度/位置檢測，兩個12位ADC支持高達1.9 MSPS的采樣率，可以被連接到定時器、模擬比較器或GPIO等MCU內(nèi)部外設(shè)交叉開關(guān)的任何模塊觸發(fā)。對于開關(guān)模式電源應(yīng)用， eFlexPWM模塊在ADC采樣率達4.1Msps時提供300皮秒的分辨率。這提高了實時控制能力，確保用于數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)更新的關(guān)鍵時間窗口相遇。此外，KV4x家族的高度特性集成支持高達30 個PWM輸出，38個ADC通道輸入，并允許CAN、UART和SPI接口放置在一個100引腳的LQF P封裝中。

KV3x家族也基于Cortex-M4，針對PMSM中間應(yīng)用，其CPU頻率達100-120 MHz，配備高達512/96 KB的Flash/SRAM和一個可選的外部總線接口，用于片外系統(tǒng)的擴展。

KV1x家族屬于入門級系列，集成了業(yè)內(nèi)最快的Cortex-M0+ MCU內(nèi)核。憑借75 MHz的CPU頻率，再加上硬件除法和平方根塊，與家族的其他MCU相比，KV1x器件將計算密集型應(yīng)用的性能提升了25%以上。將這樣的高處理效率應(yīng)用在一個32 KB的小型解決方案中，使KV1x MCU成為BLDC和PMSM設(shè)計經(jīng)濟高效的選擇，而BLDC和PMSM目前依賴更大、更昂貴的32位MCU。

Kinetis電機套件和其他電機控制支持

傳統(tǒng)上來說，PID回路調(diào)節(jié)是基于試驗和故障的，它需要專業(yè)的電機控制技術(shù)，獲得的也并非最佳的系統(tǒng)性能，而且性能可能隨時間的推移降低。Kinetis電機套件解決了這些問題，縮短了開發(fā)周期，提供更多的可預(yù)測的系統(tǒng)響應(yīng)、加快了產(chǎn)品上市。

Kinetis電機套件包括三個軟件組件，用于調(diào)節(jié)、觀察和管理電機控制系統(tǒng)的運行： Kinetis電機調(diào)節(jié)器(Kinetis Motor Tuner) -- 一個用于電機參數(shù)配置的GUI，能夠在幾分鐘內(nèi)，而不是幾個月內(nèi)實現(xiàn)快速、精確的PID回路調(diào)節(jié);Kinetis電機觀察器(Kinetis Motor Observer) -- 預(yù)編程到MCU的高級軟件，使調(diào)節(jié)控制回路和預(yù)估塊能調(diào)節(jié)電機和逆變器效率、功率因數(shù)、電流/轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲; Kinetis電機管理器(Kinetis Motor Manager)，它實時地、不干擾地顯示系統(tǒng)變量和MCU內(nèi)存映射。電機管理器包括一個軟件示波器，帶調(diào)試和數(shù)據(jù)記錄功能。采用Kinetis電機套件軟件預(yù)編程的Kinetis V系列MCU，將于2014第三季度接受訂貨。

飛思卡爾還提供一系列基于GUI的電機配置和調(diào)試工具、軟件庫和塔式系統(tǒng)開發(fā)模塊。

供貨

現(xiàn)在，產(chǎn)品經(jīng)認證的Kinetis KV1x MCU 1萬個的建議批發(fā)單價為0.99美元起。Kinetis KV3x MCU現(xiàn)已提供樣品，Kinetis KV4x MCU計劃于2014年第三季度提供樣品。